液压舵机设计计算.doc

液压舵机设计计算 目的 通过对液压舵机各组成部分的设计、计算和验算确保本设计设计的液压舵机能满足船舶航行时转舵及安全的需要。 适用范围 本设计计算中的有关设计数据和内容，只适用于本设计中的液压舵机。 引用标准 本设计计算应用： a)GB7185—87《内河船液压舵机》 b)GB11636—89《柱塞式液压舵机安装技术条件》 c)《液压传动设计手册》 d)《船舶材料手册》 e)《机械零件设计手册》 f)《钢质海船入级与建造规范》之第三、十三章《操舵装置与锚机装置》 g)JB2183—77《液压缸内径系列和柱塞杆外径系列》标准 h)GB3004—85《船用往复式液压缸基本参数》标准 i)《液压舵机与液压起重机》相关内容 液压舵机的组成 4.1转舵（推舵）机构；即液压能转化为转舵机械能的执行机构。 4.2操舵系统：即对液压流向和液体压力控制并能控制舵叶转向的系统。 5.设计计算 5.1推舵机构的设计、计算和验算。 5.1.1根据GB7185—87《内河船液压舵机》标准，本设计采用：四缸两柱塞拨叉式液压舵机。结构简图如图所示。 5.1.2根据GB7185—87《内河船液压舵机》标准。 a)公称扭转为72t·m b)工作舵角。 c)转舵时间（一弦至另一弦），正常航段≤28（s）。 5.1.3根据GB7185—87《内河船液压舵机》标准。 a)设计压力为1.25倍最大工作压力。 b)受压零部件1.5倍设计压力试验。 5.1.4选择油缸 5.1.4.1根据JB2183—77《液压缸内径系列和柱塞杆外径系列》选择液压缸缸孔直径为Φ250mm。则柱塞杆直径为Φ250mm。 当转舵角为时柱塞受力分析如图： 轴力图 轴应力σ= = ===631.6 KN 柱塞面积A=π=0.049 ≈0.250.15=0.0375 σ=54.9 MP σ=1.25σ=68.7MP σ= 1.5σ=103.0 MP σ=598 MP 符合 式中：—舵柄对柱塞的作用力 —液压对柱塞的作用力 当转舵角为时柱塞受力分析如图： 2 =631.6 KN ==517.4 KN ==326.3 KN 轴力图 M= M=mm=90.6 MP 弯矩图 剪力图 σ=+= =45.0+93.3 =138.3 MP σ=1.25σ=259.3 MP＜598 MP 符合 τ===15.8 MP τ=1.25τ=29.6 MP 推舵机构示意图 1、2—油缸 3—舵柄 4—舵轴 5—舵柄柱销 6—油缸柱销 舵柄半径R 5.1.4.2油缸工作压力计算： M=2 720=4 工作压力=18511.6=18.5 MP 设计压力P=1.25=23.1 MP 式中：—缸孔面积 P—工作压力 R—舵柄半径0.26m —推舵机构效率0.85 —转舵角 5.1.4.3油缸所需流量Q的确定。 a)油缸柱塞杆从+35至时升出长度L的计算。 R—舵柄半径；L—舵柄从+35至-30时油缸柱塞杆升出长度 L≈ ≈0.57 ≈0.728m=0.73m b)油腔容积：=0.049 油缸从一舷35至另一舷总容积：V=2=0.0716=71.6升 c)油缸所需的流量= 5.1.4.4油缸壁厚的计算。 若16选中等壁厚， 则缸体壁厚： （《液压传动设计手册》） 式中：p—油缸内工作压力； —强度系数（取=1）； C—计入管壁公差及腐蚀的附加厚度（取C=0）； D—油缸内径[mm]。 许用应力= 式中：—材料抗拉强度[45号钢=598MP]； N—安全系数，取n=4。 则==18.0mm 则==13.9 符合中等壁厚条件 5.1.4.5主要参数 柱塞直径：